El pan-genoma permite a un alga adaptarse a cualquier condición

Tiene un genoma particularmente grande llamado pan-genoma, lo que significa que la cuota de algas unicelulares tiene un cierto conjunto de información genética común presente en todas las cepas

 ECOticias.

Un equipo internacional de investigadores ha secuenciado el genoma del alga calcificada Emiliania huxleyi y ha encontrado una explicación a su enorme potencial de adaptación y distribución global. Según informan los científicos en una prepublicación en la edición digital de la revista científica 'Nature', el "truco" de la microalga es su diversidad genética, que le permite adaptarse a cualquier condición del mar en el que vive, desde latitudes cálidas a otras más gélidas.

   Tiene un genoma particularmente grande llamado pan-genoma, lo que significa que la cuota de algas unicelulares tiene un cierto conjunto de información genética común presente en todas las cepas. El acervo genético restante varía y depende de la ubicación geográfica y las respectivas condiciones de vida de las algas. La calcificada E. huxleyi es la primera alga en la que los científicos han sido capaces de detectar esta característica especial.

   Con un tamaño de tan sólo cinco milésimas de milímetro, su forma de escudo  hecho de plaquetas calcificadas delgadas es una reminiscencia de un balón de fútbol. Sin embargo, Emiliania huxleyi es uno de los organismos más interesantes de nuestros océanos, ya que sin ella, no habría, por ejemplo, los impresionantes acantilados en Dover (Inglaterra) o en la isla de Rügen (Alemania), que están formadas por montones de plaquetas a partir de algas calcificadas de este tipo.

   Sin "Ehux", como Emiliania huxleyi es cariñosamente conocida por los científicos, también es probable que la Tierra fuera mucho más caliente. "Las microalgas cálcicas contrarrestan el cambio climático. Visto a largo plazo, absorben y fijan grandes cantidades de carbono de la atmósfera mediante la fotosíntesis y en la producción de sus plaquetas calcificadas", dice el biólogo y coautor del estudio, Uwe John, Instituto Alfred Wegener para la Investigación Polar y Marina, del Centro Helmholtz, en Alemania.

   Asimismo, Ehux es capaz de adaptarse a una amplia gama de condiciones en el mar en que vive. Ocurre en casi todas las regiones de los océanos, desde cerca de la línea ecuatorial a latitudes gélidas y también en el Mar del Norte. Sin embargo, sólo ahora entendemos por qué es", dice el investigador del mismo centro científico alemán Klaus Valentin.

   La secuenciación se llevó a cabo por un equipo de 75 científicos de Estados Unidos, Alemania, Canadá, Francia, Reino Unido, Bélgica y Chile. "El genoma, por así decirlo, es el disco duro de un organismo. Todas las propiedades están codificadas allí: cómo se ve, cómo se puede adaptar la forma en que compite con los demás. Si conocemos los datos de este disco duro, se puede aprender mucho acerca de lo que este organismo puede hacer y cómo reacciona a las modificaciones como resultado del cambio climático, por ejemplo", resalta Valentin.

   "El genoma Ehux es muy variable. Por ejemplo, si se compara la información genética de dos seres humanos, se encuentra un acuerdo de alrededor del 99 por ciento. Sin embargo, si, por ejemplo, tomamos dos cepas Ehux de diferentes regiones oceánicas, encontramos un grado de similitud de tan sólo el 70 u 80 por ciento. El resto del genoma difiere", puntualiza Uwe Jonh.

PAN-GENOMA, HASTA AHORA CONOCIDO SÓLO EN BACTERIAS

   Según este experto, esto significa que todas las algas poseen un cierto conjunto básico de los genes, el "núcleo del genoma", el cual es suplementado por diferentes genes, es decir, es intercambiable en cierta medida, dependiendo del hábitat de las algas. "En el mundo científico, llamamos a este fenómeno 'pan-genoma', que sólo se conoce en bacterias hasta que hemos llevado a cabo nuestro estudio. Hemos demostrado ahora por primera vez la existencia de pan-genoma en un alga calcificada", resalta.

   Esta diversidad genética también explica la gran capacidad de adaptación de las algas calcificadas. "Ehux puede vivir casi en todas partes en la superficie del océano debido a que la totalidad de toda la información genética de esta especie es enorme en comparación con otros organismos unicelulares,y esto es probablemente la razón por la que es capaz de adaptarse rápidamente a muchas condiciones y tener éxito en casi todos los océanos del mundo", agrega Valentin.

   Estos nuevos hallazgos son el resultado de la colaboración entre científicos del Departamento de Energía de Estados Unidos-Instituto de Genoma Conjunto en Walnut Creek, California, que secuenciaron casi por completo el genoma de la cepa Ehux CCMP1516, mientras los biólogos alemanes y especialistas en bioinformática descifraron 13 nuevas variedades de diferentes regiones del mundo.

   Posteriormente investigadores del Instituto Alfred Wegener, junto con colegas de la Universidad Ruhr Bochum, de la Universidad de Colonia, la Universidad de Ciencias Aplicadas de Bremerhaven, el Instituto Leibniz para la Investigación de la Edad, el Instituto Leibniz de Ecología de Agua Dulce y Pesca Continental y el Museo Alexander Koenig de Investigación Zoológica determinaron la función de los genes o grupos de genes en investigaciones comparativas y detalladas individuales.

   Durante su trabajo en el laboratorio y en los grandes ordenadores, los atuores identificaron grupos de genes que permiten a la alga calcificada prosperar en el agua con bajo contenido de fósforo, hierro o nitrógeno. Otro conjunto de genes de Ehux asegura que no se daña, incluso con un nivel inusualmente alto de la radiación solar. "Esta gran diversidad genética es de esperar que también permita al alga hacer frente a los cambios actuales en los mares, como el aumento de la temperatura del agua y el contenido de dióxido de carbono", adelanta Uwe John.

   Los datos del genoma proporcionan a los científicos las bases para futuras investigaciones más detalladas. "Tenemos la intención de comprender cómo exactamente la microalga reacciona a las condiciones de vida alteradas. Para ello, llevaremos a cabo estudios de expresión génica, por ejemplo, que muestran cómo el aumento de la acidificación de los océanos influye en los procesos metabólicos en el interior del alga", concluye John.